CN1060103C - 一种不锈钢长纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种不锈钢长纤维的制备方法，涉及一种采用集束拉拔法，制备不锈钢长纤维的工艺，其特征在于：在消除加工硬化热处理后，进行二次复合冷加工时，有20%-90%的加工量是在温度低于0℃条件下进行的。本发明的方法通过对拉拔工艺的部分过程的温度及加工率的控制使变形奥氏体向马氏体转变，以改善不锈钢纤维的抗拉强力，有效地提高不锈钢纤维毡的成品率，是一种理想的不锈钢纤维的制备方法。
Description
一种不锈钢长纤维的制备方法，本发明涉及一种采用集束拉拔法，制备不锈钢长纤维的工艺。
不锈钢纤维既有化纤、合成纤维及其制品的柔软性，又有金属本身具有的优良导电性、耐蚀性、耐高温性，因而具有广泛的用途。目前，不锈钢纤维主要用于纺织工业中的导电织物(如屏蔽服、耐热布)的生产，及塑胶行业中导电塑料制备以及吸音材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料、银行防伪标识和票据等。用不锈钢纤维制作的不锈钢纤维毡是八十年代最先进的高效过滤材料，广泛用于石化、化纤化工、纺织工业中的高粘度熔体过滤及宇航工业中的油滤。
目前，不锈钢纤维的生产方法有三种：拉拔法、切削法和抽熔法。切削法和抽熔法主要用于制备不锈钢短纤维，而对于应用广泛的不锈钢长纤维大都采用集束拉拔法。这种方法是将几十根甚至上万根金属线棒集成一束并装入圆形外套中，再进行压缩减径。为了防止被加工金属线之间相互粘连，集束前需在金属线表面涂敷隔离层，拉拔到所需的芯丝直径时剥去外套和去除隔离层，得到纤维束。
奥氏体不锈钢具有较好的耐热性能、耐腐蚀性能和良好的加工性能，其纤维的应用最为广泛。应用形式主要有纺织物、多孔材料(纤维毡)及纤维增强复合材料。由于奥氏体不锈钢这类合金在热处理时不会发生相变，使得它们不能通过热处理的方法来提高其机械性能。只能通过冷加工方式产生变形马氏体提高其机械性能。特别是高镍奥氏体不锈钢，由于镍增强了奥氏体的稳定性，因而在室温条件下进行冷变形时奥氏体难于向马式体转变。而传统的集束拉拔法通常是在室温下进行拉拔，影响了不锈钢纤维的性能。用这种方法生产的直径为12微米的316L不锈钢纤维，其抗拉力只有10g左右，以致于降低了其使用过程中的成品率。
本发明的目的在于克服传统集束拉拔法生产存在的不锈钢纤维抗拉强力低的缺点，提供一种能有效提高不锈钢长纤维机械性能的新的不锈钢长纤维的制备方法。
一种不锈钢长纤维的制备方法，其过程包括：a．电镀敷铜，在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层；b．集束，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；c．一次复合体加工，将钢／铜复合体进行一次冷加工，拉拔成一次复合线；d．二次集束，将多根一次复合线装入铜管中，组成钢／铜二次复合体；e．二次复合体加工，将复合体进行拉拔，加工成二次复合线；f．热处理，进行消除加工硬化热处理；g．酸洗去除隔离层及铜外套；其特征在于：在消除加工硬化热处理后，其二次复合体冷加工中的加工量，有20％～90％是在温度为0℃～100℃的条件下进行。
由于在一定的温度下，变形奥式体将发生马氏体转变，马氏体越多，抗拉强力越高。本发明的方法就是通过对拉拔工艺部分过程的温度及对加工率的控制，使变形奥氏体向马氏体转变，以改善不锈钢纤维的抗拉强力。该方法有效地克服了传统的集束拉拔法在室温下拉拔，生产的不锈钢纤维机械性差的缺点，提高了不锈钢纤维铺毡的成品率，是一种理想的不锈钢纤维的制备方法。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
一种不锈钢长纤维的制备方法，其加工过程为：a．电镀敷铜，在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层；b．集束，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体，要求线材相互保持平衡，规则排列；c．复合体一次加工，将钢／铜复合体冷加工拉拔到一定尺寸，加工成一次复合线。在此过程中会产生加工硬化，使塑性降低，所以要配制适当的退火工艺恢复塑性，以便进一步加工。d．二次集束，将多根一次复合线再装入铜管中，组成二次复合体。e．二次复合体加工，将复合体拉拔到一定尺寸，加工成二次钢／铜复合线；f．热处理，在一、二次复合体加工过程中均进行消除加工硬化热处理；在消除加工硬化热处理后，再进行二次复合体冷加工时，要有效控制加工温度和在一定温度下的加工率，其加工量的20％～90％要在温度为0℃～—100℃的条件下进行；然后酸洗去除铜外套和隔离层，得到不锈钢纤维束。
二次复合体冷加工温度为0℃～—100℃条件下进行，是因为在低温下奥氏体转变成马氏体的过程能顺利进行，最终加工率控制在20％～90％，是为了保证有足够数量的强化相即马氏体的形成。本发明的获得低温的手段可通过采用冷冻室、冷冻液、冰水混合液和液氮等方式。采用液氮冷冻的方法，虽然可以达到很低的温度，但加工过程必然会产生大量的低温损失，所以加工过程可能的实际最低温度大约在—100℃左右，过低的温度可能会产生好的效果，但从实际操作的成本上考虑，采用本发明的温度条件还是比较经济实用的。
实施例1
通过在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；将钢／铜复合体进行冷加工拉拔，到一定的规格后，将多根一次复合线再装入铜管中，进行二次复合，经二次复合的6655芯316L／铜其复合线加工至Φ5．86mm，进行最后一次热处理后，复合线在室温条件下由Φ5．86mm拉伸至3．9mm，然后将复线放入冷冻液中冷冻，其温度为—100℃～—50℃条件下，然后将复合线从Φ3．9mm拉伸到Φ2．76mm，最后酸洗除去铜外套和隔离层后得到20微米的不锈钢纤维束。经检测其抗拉强力达到38．2g，比全部在室温下拉拔加工的纤维提高了25％。
实施例2
通过在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；将钢／铜复合体进行冷加工拉拔到一定的规格，将多根一次复合线再装入铜管中，进行二次复合，经二次复合的3751芯316L／铜其复合线加工至Φ5．86mm，进行最后一次热处理后，复合线在室温条件下由Φ5．86mm拉伸至1．92mm，然后将复合线放入冷冻液中冷冻，其温度为—30℃～—20℃条件下，再将复合线从Φ1．92mm拉伸到Φ1．36mm，最后酸洗除去铜外套和隔离层后得到12微米的不锈钢纤维束。经检测其抗拉强力达到16．95g。
实施例3
通过在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；将钢／铜复合体进行一次冷加工拉拔到一定的规格，将多根一次复合线再装入铜管中，进行二次复合，经二次复合的3651芯316L／铜其复合线加工至Φ5．86mm，进行最后一次热处理后，复合线在室温条件下由Φ5．86mm拉伸至2．29mm，然后将复合线放入冰水混合液中降温，在其温度为0℃条件下，再将复合线从Φ2．29mm拉伸到Φ1．62mm，然后酸洗除去铜外套和隔离层后得到12微米的不锈钢纤维束。
实施例4
通过在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；将钢／铜复合体进行一次冷加工拉拔到一定的规格，将多根一次复合线再装入铜管中，进行二次复合，经二次复合的3751芯316L／铜其复合线加工至Φ5．86mm，进行最后一次热处理后，复合线在室温条件下由Φ5．86mm拉伸至2．04mm，然后将复合线放入冰水混合液中降温，在其温度为0℃条件下，再将复合线从Φ2．04mm拉伸到Φ1．44mm，最后酸洗除去铜外套和隔离层后得到12微米的不锈钢纤维束。经检测其抗拉强力达到20．85g。
实施例5
通过在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；将钢／铜复合体进行一次冷加工拉拔到一定的规格，将多根一次复合线再装入铜管中，进行二次复合，经二次复合的13255芯316L／铜其复合线加工至Φ11．6mm，进行最后一次热处理后，复合线在室温条件下由Φ11．6mm拉伸至2．85mm，然后将复合线放入冷冻液中降温，在其温度为—70℃～—50℃条件下，再将复合线从Φ2．85mm拉伸到Φ2．39mm，最后酸洗除去铜外套和隔离层后得到12微米的不锈钢纤维束。
实施例6
通过在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；将钢／铜复合体进行一次冷加工拉拔到一定的规格，将多根一次复合线再装入铜管中，进行二次复合，经二次复合的13255芯316L／铜其复合线加工至Φ11．6mm，进行最后一次热处理后，复合线在室温条件下由Φ11．6mm拉伸至3．4mm，然后将复合线放入氮冷冻液中降温，在其温度—70℃～—50℃条件下，再将复合线从Φ3．4mm拉伸至Φ2．39mm，然后酸洗除去铜外套和隔离层后得到12微米的不锈钢纤维束。
实施例7
通过在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；将钢／铜复合体进行一次冷加工拉拔到一定的规格，将多根一次复合线再装入铜管中，进行二次复合，经二次复合的13255芯316L／铜其复合线加工至Φ11．6mm，进行最后一次热处理后，再将复合线在室温条件下由Φ11．6mm拉伸至3．8mm，然后将复合线放入冷冻液冷冻中，其温度为—70℃50℃条件下，从Φ3．8mm拉伸到Φ2．39mm，然后酸洗除去铜外套和隔离层后得到12微米的不锈钢纤维束。
Claims (1)
1．一种不锈钢长纤维的制备方法，其过程包括：
a．电镀敷铜，在不锈钢丝表面电镀敷铜生成隔离层；
b．集束，将多根电镀后的不锈钢丝，装入铜管中，组成钢／铜复合体；
c．一次复合体加工，将钢／铜复合体进行一次冷加工拉拔，加工成一次复合线；
d．二次集束，将多根一次复合线再装入铜管中，组成二次复合体；
e．二次复合体加工，将二次复合体进行拉拔，加工成二次复合线；
f．热处理，进行消除加工硬化热处理；
g．酸洗去除铜外套及隔离层；
其特征在于：在消除加工硬化热处理后，进行二次复合体冷加工中的加工量，有20％～90％的加工量是在温度为0℃～100℃的条件下进行的。
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